Når volumet til et kammer av økes (membranen beveger seg opp), synker trykket, og fluidet trekkes inn i kammeret. Når kammertrykket senere øker fra redusert volum (membranen beveger seg nedover), blir væsken som tidligere er trukket inn tvunget ut. Til slutt trekker membranen som beveger seg opp igjen væske inn i kammeret og fullfører syklusen. Denne handlingen ligner på sylinderen i en forbrenningsmotor. Membranpumper gir en hermetisk tetning mellom drivmekanismen og kompresjonskammeret, slik at pumpen kan overføre, komprimere og evakuere mediet uten smøremiddel.